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IT@lntel白皮书 英特尔 IT部门 数据中心站点选择 2014年 2月

英特尔选择数据中心站点的方法 我们发现定义明确的站点 选择流程和对因素和权衡 的定量分析有助于将原始 数据转变为有用的信息和 洞察力,从而帮助作出 明智的决策。 Marissa Mena 英特尔 IT数据中心架构师 John Musilli 英特尔 IT数据中心架构师 Ed Austin 企业服务站点开发和规范经理 Jeff Lee 英特尔 IT网络和电信服务经理 Paul Vaccaro 英特尔 IT数据中心架构师 总体概述 英特尔 IT和英特尔企业服务部门密切合作,确定出在选择数据中心站点时需要考虑的各 种因素。当英特尔体验到需要通过数据中心设施的投资促进增长时,该项目团队会根据 这一系列的因素而选出一个可以尽量提高英特尔投资收益的站点。 这些标准有助于优化施工和维持成本, 同时满足内部客户的计算和服务要求, 并帮助选择一个可以适应未来需求和考 虑的站点。 在选择一个站点时,我们认为有三个标准 最为重要: •环境条件。该区域的气候和自然灾害史 •广域网。可供使用的光纤和通信基础设 施和其成本 •电力。可供使用的电力基础设施和其 成本 我们还评估: •站点等级标准。与土地征用、威胁和资 源临近度以及施工环境有关的因素 •社会经济、劳动力和政府标准。与该区 域社会和经济有多稳定、可供使用的建 筑和维护劳工、现有的法规、税收和激 励措施有关的因素 完美的站点并不存在的,检查所有有关的 站点选择标准的话也充满挑着战。然而, 我们发现定义明确的站点选择流程和对因 素和权衡的定量分析有助于将原始数据转 变为有用的信息和洞察力,从而帮助做出 明智的决策。从施工前期开始贯穿整个数 据中心的生命周期中,对各个因素要求都 充分了解,就会知道有哪些站点可以提供 最多优势来让我们挑选。 IT@Intel白皮书 英特尔选择数据中心站点的方法 目录 总体概述.........................................................................1 业务挑战.........................................................................2 站点选择标准...........................................................2 三个最重要的标准....................................3 环境条件...............................................................3 站点级标准........................................................6 社会经济、劳动力和政府标准............8 分析标准的方法论.............................................9 站点选择流程综述................................9 定量分析.......................................................10 结论..................................................................................11 相关信息.....................................................................11 缩写词...........................................................................11 IT@INTEL IT@Intel计划将全球各地的 IT专业人 员及其在我们机构中的同仁紧密联 系在一起,共同分享经验教训、方法 和战略。我们的目标十分简单:分享 英特尔 IT,获得业务价值并实现 IT 竞争优势的最佳实践。如欲了解更多 信息,请访问 www.intel.com/cn/IT或 联系您当地的英特尔代表。 2 www.intel.com/cn/IT 业务挑战 1 数据中心 为英特尔芯片产品的设计提 供了基础。仅在 2012 年,英特尔的 数据中心就为大约 550,000 个 EDA- MIPS(electronic design automation – meaningful indicator of performance per system,电子设计自动化—单位系统性 能有效指标)提供支持,并存储了 30 PB 2 的设计数据。 英特尔 IT致力于尽量提高英特尔数据中 心基础设施的业务价值,同时将英特尔建 设成为一个数据中心基础设施和运营的领 导者—一个有着类似于它在工厂方面领 先地位的领导者。最重要的是,数据中心 站点选择必须符合英特尔的全球战略— 即通过创建和拓展计算技术将世界上所有 人连接起来使他们的生活更丰富。为此, 英特尔 IT采取以下行动来转变了数据中心 战略: •在投资模式上巨大转变 •采用业务驱动型创新和管理 •采用新指标和一个单位成本核算模型 •一个可以衡量数据中心健康的总体指 示板 构建一个数据中心需要有长期的大笔投入。 英特尔 IT和英特尔企业服务部门共同努力 维持业务积极创新。当有需要对数据中心 设施投资来支持业务增长的时候,站点选 择项目团队便会认识到使用站点选择标准 来尽量提高英特尔投资回报的价值。这些 标准有助于优化施工和维护成本,满足内 部客户的计算和服务要求,同时适应未来 的扩展所需。 站点选择标准 基于多年的数据中心施工经验,英特尔 IT 和英特尔企业服务部门共同确定出在选择3 数据中心站点时需要考虑的一系列因素。 其中的一些因素与数据中心的物理容量有 关,如足够的广域网基础设施和可用的散 热用水。其他的则与数据中心的业务运营 有关,如与劳动力、水、电力或土地的相 关成本。 在选择一个站点时,我们认为以下标准是 最重要的: •环境条件。该区域的气候和自然灾害史 •广域网。可供使用的光纤和通信基础设 施和成本 •电力。可供使用的电力基础设施和成本 我们还评估了: •站点等级标准。这些标准涉及到土地征 用、施工环境、资源临近度和威胁临近 度(如自然灾害和劳动力中断)。 •社会经济、劳动力和政府标准。这些标 准涉及到该区域的社会和经济有多稳定、 有哪些建筑和维护劳工可用供使用、现 有的法规、税收和激励措施。 大多数站点选择因素都是相互关联的。例 如,临近优良公路和一个机场可以降低施 工材料运输至站点、施工完成后持续发运 零件和物资,以及管理业务运作的成本。 3 该白皮书主要讲述站点选择;而有关可以大幅度降 低数据中心运营成本的各种数据中心设计最佳实践 并未在该书中讨论。有关英特尔数据中心设计最佳 实践的更多信息,请参见“高密度数据中心的设施 设计”白皮书。 1 英特尔按以下方式定义“数据中心”:一个主要用 于支持生产和预生产计算、业务存储设备、业务关 键型应用和英特尔知识产权存储的安全房间。 2 请参见“英特尔 IT为业务转型而实现的数据中心战 略”白皮书中的图9。 英特尔选择数据中心站点的方法 IT@Intel白皮书 站点选择涉及的因素繁多。在这份白皮 书中,我们将会讨论从自己的经验总结 4 出的最重要因素。 尽管完美的站点并不 存在,但通过对标准和权衡取舍来进行有 系统的分析,我们仍然可以选择出一个可 以从施工前期开始,贯穿整个数据中心的 生命周期都能提供最多优势的站点。 三个最重要的标准 在我们看来,有三个最重要的站点选择标 准对保持业务连续运作、成本效率和数据 中心性能有最大的影响: •环境条件 •光纤和通信基础设施 •电力基础设施 在这些选择标准中,每一个都代表一套复 杂的各种考虑,而其中有许多本身就是折 中方案。在以下章节中,我们会说明在检 查这些标准时所做的一些分析。 4 讨论过程中我们假设数据中心将建在一个偏僻的、 一个城市远郊或一个近郊的区域。 环境条件 气候—一个地区通常的天气状况或维持 较长时间的天气状况—是我们寻找数据 中心站点时得重要考虑因素。我们尽量 避免选择风、冰雪或自然灾害(例如较 差的空气质量、洪水、地震或火山)过 多的地区。 气候 气候可以显著影响数据中心的散热效率, 从而影响维护成本。气候也可以影响数据 中心的设计方式(从而会影响施工和运营 成本)。例如,根据气候状况,数据中心 也许可以使用室外空气来散热;根据主风 向,数据中心可能会要求使用主动或被动 式供风和排风解决方案。 通常来说,干燥、寒冷的气候条件有利于 数据中心实现最高效的运营。自然散热的 最佳温度运行范围是8-35℃(40-95℉), 而相对湿度(relative humidity,简称 RH) 应当为 20%到70%。大多数现有的数据 中心设施和 IT服务器均被设计用在这些范 围之内。当然,我们也会检查将要安装在 数据中心的计算机设备规格,以确定它的 温度和 RH运行范围。 散热度日数:评估气候的一种 方式 一个散热度日是一个被用于将外部空 气温度和空气调节能源需求相关联的 单位。一个通俗的定义就是将一间房 屋或一个企业冷却至人类感觉舒适的 温度—18℃(65℉)—所需的能量。 我们应尽可能地将数据中心安置在有 最低散热度日数的地区。例如,我们 在墨西哥的瓜达拉哈拉和加利福尼亚 州的圣克拉拉建造两个数据中心时便 由此考虑。通常,在我们选择一个地 理区域后,我们就会分析散热度日数 图表和数据,以便确定出一个最佳的 站点。 英特尔的混合云策略 并非所有的英特尔服务都托管在内部。英特尔的混合云策略要求英特尔 IT在考虑云计算托管选项时权衡多个因素的优势和劣 势。关键的考虑因素就是服务本身。如果一个特定的服务可以为英特尔提供竞争优势,或者该服务就是英特尔的专利,那么我 们很可能在内部托管该服务。如果它是一个商品服务,我们发现从一个外部托管源中使用该服务(或者向其他用户提供该服务) 可以获得最大的价值。 选择是否托管时考虑的不仅仅是成本。无论我们将服务托管在内部还是外部,我们还需考虑其速度和是否灵活敏捷。例如, 一个公共云供应商相比另一个供应商可能花费更高的成本,但却可以提供额外的功能,如性能增强、稳定可靠或数据安全, 这样,该供应商便成为一个特定服务的更好选择。尽管外包托管可能更为廉价,但对于一个要求最高安全级别的特定服务来 a 说,可能需要在我们的企业私有云上托管该服务。 由于云计算与数据中心站点的选择息息相关,因此云计算的业务挑战就在于服务的了解、服务的位置以及所支持的客户。我们 希望最佳方式使用我们的资源,并支持各种客户业务和技术要求。 a 有关英特尔云计算实践的更多信息,请参见“构建企业私有云的最佳实践”和“云计算成本:用一个混合模式实现节省”白皮书。 www.intel.com/cn/IT 3 IT@Intel白皮书 英特尔选择数据中心站点的方法 在检查气候时,我们收集了至少前 10年的 心采用自然散热方式时。风可以影响数据 30 Gbps的广域网带宽,分成三个广域 天气数据。这种数据量支持我们确定出该 中心内通过排气孔的气流。如果一个区域 网电路(每个 10 Gbps)。此外,该站 地区是否会经历周期性的恶劣天气事件。 出现高速风,我们将调研可替代的通风解 点使用专用于互联网流量的 10 GB ISP带 6 在理想情况下,这种天气数据应来自于一个 决方案,以便从一开始就对数据中心作正 宽。 靠近潜在站点的气象站;机场气象站也是 确的设计。 我们为数据中心选择的任何站点必须拥 一个可靠的天气数据的来源。 我们尽量避免将英特尔数据中心放在经历 有足够的广域网光纤容量来满足当前和 我们也将曾经发生的恶劣天气事件考虑在 过恶劣暴风雪和冰暴的地方。这些天气事 未来需求—或者至少拥有随需求增长 内。例如,日本古代的石标警告居民,由 件可能使管理员工无法到达工作地点,也 不断增加更多光纤的能力。 于有海啸的危险,不要在低于一个特定海 可能导致电源故障。 •冗余。理想的情况是有多个服务供应 拔的位置建造房屋—而古人的警告证明 空气质量可能影响数据中心的效率和运 商提供各种路径和单独进入点(main 非常正确。 营成本、设备的功能以及员工的生活质 point of entry,简称 MPOE),这也是 只要 RH保持在理想的范围内,降雨量通 量。在有细颗粒物(例如来自柴油机烟 服务供应商的电路在英特尔设施上被 常不算是问题。然而,在会下暴雨的地 气、沙尘暴或重度花粉的颗粒物)的高 切换的物理位置。该站点的 MPOE 相互 区,设备堆放场地可能需要搭建屋顶来保 污染地区,数据中心供气系统要求使用 之间应当是明显分开的。例如,将一 护设备和服务人员。该站点也必须配备足 更为昂贵的碳过滤器和更频繁的过滤器 条道路用作分隔符在我们看来是没有 够的暴雨水管理系统来处理径流问题。 更换—从而增加初期和运营成本。我们 意义的;就我们的站点而言,我们希 考虑的其他空气质量问题包括: 望把一个提供应商的 MPOE 设置在该 我们还考虑到建筑相对于太阳的方位。在 站点的东侧(或北侧),将另一个设置 温暖气候中,我们为建筑定位时尽量避开 •高硫酸盐和自然腐蚀物(盐)可能破坏 在西侧(或南侧)。 使建筑物外墙较广的那面向着南方,使其 电路板。因此,我们尽量避免将站点安 •稳定可靠。在发达国家,服务供应商通 不至于完全暴露在阳光下。相反,我们将 置在靠近海洋的地方。 建筑外墙较窄的一边朝南放置,将不需要 常使用先行权来构建和穿过他们的传输 •化学污染物(例如汽车污染(烟雾)和 极高散热要求的建筑南侧上的支持区设计 网络。这块陆地可能出现在沿着铁路或 当地火灾的烟气)可能损害设备和员工 为数据中心,或者兼做两者。此外,如果 公路的地方,或者在电线的下面。多个 健康。因此,我们尽量避免将站点安置 可能的话,我们还把供风进气管和外部增 服务供应商经常使用相同的路径,当本 在林木较多或大范围空气污染的地区。 压室放在阴影中。在寒冷气候中,如果数 地事件发生时,过程中便不会有太多的 据中心使用空气侧节能装置,朝南方向可 花样,但所有的网络使用者都可能会受 关键的光纤和通信基础设施 以让建筑表面和进入空间的供应空气变得 到影响,因此其可靠程度也下降。 各种类型的媒介(例如光纤、铜缆、卫星 更为暖和。 和微波)被用于广域网连接。使用的媒介 在发展中国家,服务供应商在处理他们的 类型可能依赖于服务供应商和它的功能。 传输网络时也使用先行权。但这些路径可 自然灾害 相比卫星和微波,我们更喜欢物理媒介 能会穿过开放地区,或者正处在不稳定或 即便在一个理想的气候条件下,一个易 (光纤或铜缆),因为后两者可能很容 不安全的本地或区域控制下的地点。(请 发自然灾害的区域也不适合用作建筑位 易受到干扰和其他大气状况的影响。在 参见“从其他人的错误中总结经验”侧边 置。地震、洪水、龙卷风、飓风和火山 评估一个站点的可用广域网和其他通信 栏)。我们的目标是获得多样化的可靠广 喷发都会危及数据中心、电力供应商和 服务时,我们关注以下几点: 域网和通信基础设施。 其他服务。火山爆发特别容易造成问题。 •容量。我们的高性能数据中心生成大量 火山喷发首先会给当地居民构成威胁,而 的网络流量。例如,英特尔一个设计中 随后的火山灰会随着主风向四处遍布,造 5 这些为期六个月的测量结果取自拥有互联计算服务 心的月度入站网络流量平均为 4.10 GB 成的危险很长时间也消除不掉。 器的网络设,因此这种流量与设计批任务有直接的 关系。 每秒(Gbps),最大为 6.73 Gbps。出战 主风的类型将影响我们放置节能装置的 6 我们从互联网专用流量中分离出业务和内部流量, 网络流量平均为 1.56 Gbps(最高 3.26 这有助于防止业务流量与互联网流量竞争。 位置。大于每小时 32公里(每小时 20 5 Gbps)。 就广域网而言,该站点使用 英里)的风具有破坏力,尤其是当数据中 4 www.intel.com/cn/IT 英特尔选择数据中心站点的方法 IT@Intel白皮书 从其他人的错误中总结经验 以下例子说明使用多样化的可靠广域网和通信基础设施的重要: •在 20世纪 90年代早期,在加利福尼亚州萨克拉门托市中心以北的铁路站场发生了一次事故。由于许多客户的网络供应商的地下 光纤都沿着铁路线安装,结果这些客户经历了一次网络故障。而处在同一个沟渠中的还有第二家服务提供应商的光纤,因此该服 务供应商的客户也受到了影响。在本案例中,即便在该地区有不止一个服务供应商,使用一个共同的传输路径也容易出现危险。 •在靠近阿富汗沙拉那村庄(喀布尔以南大约 100英里)的地方,接连不断的冲突直接影响了当地社区。蜂窝站一天中(通常会 通宵达旦)被多次击倒,这使得蜂窝通信变得异常困难。此外,出于人身安全的顾虑也使服务供应商无法将技术人员派遣到某 些区域。结果就是这种故障持续几个月,直到该地区的局势稳定下来后,技术人员才能安全抵达当地去维修传输设备。 此外,我们更喜欢用强大的广域网访问点 因为这样可以降低一些风险—雷击和鸟 - LNG相比天然气更加稳定、可被运 来配备站点,因为这样可以保护它们免遭 撞、树木倒落、偷盗铜缆或其他宝贵材料 输,但却要求使用存储罐(通常为地 损坏。例如,为提高数据安全,我们宁愿 的行为。 上形式)。 把广域网基础设施安置在地下,而不是在 如果一个特定的站点没有多个可用的公用 -如果天然气可用,关键注意事项包括 空中。我们也希望运营商将光纤或铜缆安 工程供应商,我们将研究使用发电机提供 管道压力和容量(立方英尺/天)是 装在混凝土或 PVC管道中,而不是直接埋 备用电源的最佳方案—这种发电机可以 否足以满足该项目(当前和未来)、 在地下。 使用天然气、燃料柴油或其他能源(如燃 每立方英尺成本、站点处或附近的冗 料电池)提供动力。我们还需思考以下问 余级别以及到管道和供气中心的距离 关键的电力基础设施 题: 等各种需求。我们倾向选择一个由主 与广域网和通信基础设施类似,了解电力 管道提供服务,而不是由特定用途支 •发电机会排放二氧化碳、一氧化碳和颗粒 基础设施组件的脆弱点和稳定程度是站点 线管道提供服务的站点。 物,而这些东西通常是受到限制的(参 选择的一个关键部分。我们的分析包括检 见“税收、法规和激励措施”)。 数据中心距离发电源越近,每兆瓦 查配电和与输电有关的公用服务供应。 (megawatt,简称MW)的成本就越低, •发电机用燃料可以存储在地上或地下。 在理想的情况下,数据中心的电网应当由 因为这种情况下因阻力导致的管道损失更 两个公用工程供应商供以优质的电力, -地上存储的优势在于易于维护,同时 低,同时在数据中心与公用工程供应商间 以支持冗余和降低风险。使用两个不同 在发生泄漏时也很容易控制住燃料损 的物理基础设施也更少。 的公用工程供应商(不在同一个本地电 失。然而,一次事故或火灾可能会损 在选择一个站点时,我们也考虑可用电 网中)后,我们无需再要求提供不间断 坏地上存储。 源的类型(水电或碳发电)。一些国家 电源(uninterruptible power supply,简称 -地下存储相比地上存储的更为安全, 征收碳排放税,使得碳发电相比水电更 UPS),从而大幅度降低施工成本。我们 事故和盗窃较为不容易出现,但却更 为昂贵。(有关电力税收抵免的讨论,请 更喜欢选择一个由两个公用工程变电站提 难于维护。如果发生了泄漏,检测起 参见“税收、法规和激励措施”)。 供服务的站点,每个变电所均处在我们设 来将会很困难,同时损失的燃料也会 施位置的对侧。这些变电站必须有所调整 渗入到周围的土壤中,从而需要采取 Read the full IT@lntel白皮书 英特尔 IT部门 数据中心站点选择 2014年 2月.

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